DE3641006A1

DE3641006A1 - Undamped flexible mount with end stops

Info

Publication number: DE3641006A1
Application number: DE19863641006
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Eberhard; Juergen Heitzig; Klaus Blume; Juergen Roos
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1988-06-16

Abstract

The invention relates to an undamped flexible mount which, to limit its vibration amplitudes, contains hydraulically acting flexible end stops, these end stops being displaced in such a way in the event of changes in the static loading or compression of the mount that the free travel between them remains constant at all times.

Description

Die Erfindung betrifft ein ungedämpftes elastisches Lager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an undamped elastic bearing according to the preamble of claim 1.

Derartige Lager, die insbesondere zur elastischen Abstützung von Kraftfahrzeugmotoren verwendet werden, weisen zur Begrenzung der auftretenden Schwingungsamplitu den Anschläge auf. Wie beispielsweise die DE-PS 25 12 727 zeigt, können solche Anschläge aus symmetrisch zur Lagerachse angeordneten elastischen Anschlagringen und diesen axial gegenüberliegenden starren Anschlägen gebildet sein.Such bearings, in particular for elastic Support of motor vehicle engines are used have to limit the occurring vibration amplitude the attacks. Such as DE-PS 25 12 727 shows, such stops from symmetrical to Bearing axis arranged elastic stop rings and these axially opposite rigid stops be educated.

Ein wesentlicher Mangel solcher bekannten Anschläge besteht darin, daß sie immer nur für eine ganz bestimmte statische Grundbelastung des Lagers und die sich damit ergebende statische Einfederung so optimal eingestellt sein können, daß - ausgehend von ihrer damit vorgegebenen Grund- oder Mittelposition - die sich ergebenden Freiwege bis zum Wirksamwerden der Anschläge in beiden Auslenkungsrichtungen genau das jeweils geforderte Maß besitzen. Eine Änderung der verfügbaren Freiwege tritt aber nicht nur bei Erhöhung oder Verringerung der Grundbelastung des Lagers ein, sondern ebenso dann, wenn sich die elastischen Eigenschaften des Lagers infolge Materialalterung im Laufe der Zeit ändern. Eine Nachjustierung oder gar eine automatische Nachführung zur Konstanthaltung der Freiwege ist bei dem beschriebenen bisher bekannten Funktionsprinzip der Endanschläge, wenn überhaupt, dann nur mit erheblichem konstruktiven Aufwand möglich und deshalb in der Praxis schon aus Kostengründen kaum realisierbar.A major deficiency of such known stops is that they can only ever be set so optimally for a specific static basic load on the bearing and the resulting static deflection that - based on the basic or middle position thus specified - the resulting free travel until the stops become effective in both directions of deflection have the required dimensions. A change in the available free paths occurs not only when the base load on the bearing is increased or decreased, but also when the elastic properties of the bearing change over time due to material aging. A readjustment or even an automatic tracking to keep the free paths constant is only possible with considerable constructive effort in the previously known functional principle of the end stops, if at all, and therefore can hardly be implemented in practice for cost reasons.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein elastisches Lager mit integrierten Endanschlägen zu schaffen, das sowohl bei unterschiedlicher Grundbelastung als auch bei alterungsbedingt veränderter Einfederung immer dieselben konstanten Freiwege für langhubige Auslenkungen gewährleistet.It was therefore the task of an elastic bearing with integrated end stops to create both different base load as well deflection changed due to aging always the same constant clearances for long-stroke excursions guaranteed.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch ein gattungsgemäßes Lager gelöst, das die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale aufweist. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Lagers angegeben.This object is accomplished according to the present invention solved a generic camp that the in characterizing part of claim 1 listed Features. In the subclaims are advantageous embodiments of the proposed camp specified.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lagers in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung, und in Fig. 2 ist in einem Kraft(F)-Weg(S)-Diagramm der qualitative Verlauf der Federkennlinie eines solchen Lagers wiedergegeben.The drawing shows in Fig. 1 a longitudinal section through an embodiment of the bearing according to the invention in a simplified, not to scale, and in Fig. 2 is shown in a force (F) -way (S) diagram, the qualitative course of the spring characteristic of such a bearing .

Wie das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, weist das erfindungsgemäße Lager in üblicher Weise zwei Anschlußteile 1 und 2 auf, die sich über ein gummielastisches Federelement 3 gegeneinander abstützen. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine hydraulisch betätigte Anschlageinheit in Form einer Trennwand 5 vorgesehen, die in eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Kammer so eingesetzt ist, daß sie diese in zwei Teilräume 4.1 und 4.2 unterteilt, wobei eine beispielsweise durch die Einwirkung von Motorschwingungen erzeugte dynamische Verlagerung von Hydraulikflüssigkeit in den Teilräumen 4.1 und 4.2 im wesentlichen auf das Maß beschränkt ist, das dem Freiweg eines in die Trennwand 5 eingesetzten Verschlußteils 5.3 in Richtung der Lagerachse A entspricht. Da dies Verschlußteil 5.3 den auftretenden Schwingungen aufgrund seiner geringen Masse praktisch verzögerungsfrei zu folgen vermag und da die Rückwand des zweiten Teilraumes 4.2 von einer praktisch drucklos verformbaren Membran 6 gebildet ist, die zum elastischen Verhalten des Lagers nichts beiträgt, werden demnach Schwingungen, die dieses Maß nicht überschreiten, nur in Abhängigkeit von der Federkennlinie des gummielastischen Federelementes 3 aufgenommen. Während solcher Schwingungsvorgänge erfolgt - wie unmittelbar erkennbar ist - infolge der synchronen Verschiebung des Verschlußteils 5.3 lediglich eine Verlagerung der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der einzelnen Teilräume 4.1 und 4.2; dagegen findet ein Überströmen von Hydraulikflüssigkeit von einem der Teilräume 4.1 und 4.2 in den anderen trotz des dabei offenen Überströmweges 5.4 praktisch nicht statt.As the embodiment shown in Fig. 1 shows, the bearing according to the invention has in the usual way two connection parts 1 and 2 , which are supported against each other via a rubber-elastic spring element 3 . To solve the problem, a hydraulically operated stop unit is provided in the form of a partition 5 , which is inserted into a chamber filled with hydraulic fluid so that it divides it into two sub-rooms 4.1 and 4.2 , a dynamic displacement generated, for example, by the action of engine vibrations of hydraulic fluid in the subspaces 4.1 and 4.2 is essentially limited to the dimension that corresponds to the free travel of a closure part 5.3 inserted into the partition 5 in the direction of the bearing axis A. Since this closure part 5.3 is able to follow the vibrations occurring due to its low mass practically without delay and since the rear wall of the second sub-space 4.2 is formed by a practically pressure-free deformable membrane 6 , which does not contribute to the elastic behavior of the bearing, vibrations are accordingly this dimension not exceed, only added depending on the spring characteristic of the elastic spring element 3 . During such oscillation processes - as can be seen immediately - due to the synchronous displacement of the closure part 5.3, only a displacement of the hydraulic fluid within the individual subspaces 4.1 and 4.2 takes place ; on the other hand, there is practically no overflow of hydraulic fluid from one of the subspaces 4.1 and 4.2 in the other despite the open overflow path 5.4 .

Überschreiten nun die Amplituden der auf das Lager einwirkenden Schwingungen das besagte Maß, so kommt das Verschlußteil 5.3 nach Durchlaufen seines Freiweges an den Anschlußelementen 5.1 bzw. 5.2 zur Anlage, wobei der Überströmweg 5.4 bis auf eine geringe Undichtigkeit verschlossen wird. Danach ist eine weitere Verlagerung von Hydraulikflüssigkeit praktisch nur noch nach Maßgabe der Volumensteifigkeit der Wandungen des Teilraumes 4.1, also der Aufblähbarkeit des Federelementes 3 sowie der Verformbarkeit der Trennwand 5 möglich, so daß sich eine erheblich härtere Charakterikstik als die des Federelementes 3 ergibt. Dabei ist die Verformbarkeit der Trennwand, von der demnach die Härte der Endanschläge des erfindungsgemäßen Lagers zu einem wesentlichen Teil abhängt, vorzugsweise durch die elastischen Eigenschaften des Verschlußteils 5.3 bestimmt. Sie kann jedoch auch durch die Form bzw. den Werkstoff ihres Rahmenteils 5.5 mit den Anschlagelementen 5.1 und 5.2 beeinflußt werden.If the amplitudes of the vibrations acting on the bearing now exceed the said dimension, the closure part 5.3 comes into contact with the connecting elements 5.1 or 5.2 after passing through its free path, the overflow path 5.4 being closed except for a slight leak. Thereafter, a further displacement of hydraulic fluid is practically only possible in accordance with the volume stiffness of the walls of the sub-space 4.1 , i.e. the expandability of the spring element 3 and the deformability of the partition wall 5 , so that the characteristics of the spring element 3 are considerably harder. The deformability of the partition, on which the hardness of the end stops of the bearing according to the invention depends to a large extent, is preferably determined by the elastic properties of the closure part 5.3 . However, it can also be influenced by the shape or the material of its frame part 5.5 with the stop elements 5.1 and 5.2 .

Das erfindungsgemäße Lager weist demnach in den vorstehend beschriebenen Betriebszuständen ein Federverhalten auf, wie es in dem Kraft(F)-Weg(S)-Diagramm in Fig. 2 wiedergegeben ist, und das der Charakteristik eines herkömmlichen elastischen Lagers mit äquidistant zu seiner Mittellage angeordneten - beispielsweise als Gummipuffer ausgebildeten - Endanschlägen entspricht.The bearing according to the invention accordingly has a spring behavior in the operating states described above, as shown in the force (F) -path (S) diagram in FIG. 2, and which has the characteristics of a conventional elastic bearing arranged equidistantly from its central position - For example, designed as a rubber buffer - corresponds to end stops.

Im Gegensatz zu herkömmlichen elastischen Lagern bleibt dies durch seinen zur Mittellage symmetrischen Verlauf gekennzeichnete Federverhalten gemäß Fig. 2 bei dem Lager gemäß der vorliegenden Erfindung aber auch dann erhalten, wenn sich der mittlere Abstand seiner Anschlußteile 1 und 2 zueinander infolge geänderter Grundlast oder Ermüdung bzw. Verhärtung des Federelementes 3 erheblich verschiebt. Während eine solche Verschiebung bei einem herkömmlichen Lager bewirkt, daß den Schwingungen in der Belastungsrichtung ein anderer Freiweg bis zum Anschlag an dem betreffenden Gummipuffer zur Verfügung steht als in der Entlastungsrichtung, bleibt bei dem erfindungsgemäßen Lager unter allen Umständen eine konstante, symmetrische Freiwegverteilung erhalten.In contrast to conventional elastic bearings, this is retained due to its spring behavior according to FIG. 2, which is characterized by a symmetrical course with respect to the central position, in the bearing according to the present invention even when the average distance of its connecting parts 1 and 2 from one another as a result of a changed base load or fatigue or Hardening of the spring element 3 moves significantly. While such a displacement in a conventional bearing causes the vibrations in the loading direction to have a different free path up to the stop on the rubber buffer in question than in the unloading direction, the bearing according to the invention maintains a constant, symmetrical free path distribution under all circumstances.

Dies rührt daher, daß bei einem Lager nach der vorliegenden Erfindung eine derartige Verschiebung - die einer Veränderung der statischen Grundlast entspricht - eine bleibende Verdrängungen von Hydraulikflüssigkeit durch den auch in den Anschlagpositionen des Verschlußteils 5.3 an den Anschlagelementen 5.1 bzw. 5.2 nicht vollständig abgedichteten Überströmweg 5.4 aus dem einen Teilraum 4.1 in den anderen 4.2 - oder umgekehrt - bis zum Druckausgleich zur Folge hat und daß das Verschlußteil 5.3 hiernach im dynamischen Betrieb wieder eine Mittellage zwischen den Anschlagelementen 5.1 und 5.2 einnimmt, aus der seine Freiwege in Belastungs- und Entlastungsrichtung gleich sind, was einem symmetrischen Einsetzen des Anschlageffektes in beiden Auslenkungsrichtungen entspricht. This is due to the fact that in a bearing according to the present invention such a displacement - which corresponds to a change in the static basic load - a permanent displacement of hydraulic fluid by the overflow path 5.4, which is not completely sealed, even in the stop positions of the closure part 5.3 on the stop elements 5.1 or 5.2 from one subspace 4.1 in the other 4.2 - or vice versa - to pressure equalization and that the closure part 5.3 then again in dynamic operation assumes a central position between the stop elements 5.1 and 5.2 , from which its free paths in the loading and unloading direction are the same , which corresponds to a symmetrical onset of the stop effect in both directions of deflection.

Dies bedeutet, daß das erfindungsgemäße Lager dank seiner hydraulisch gesteuerten und betätigten Anschlageinheit über integrierte Endanschläge verfügt, die sich vollautomatisch sowohl unterschiedlichen Lagerbelastungen als auch Veränderungen der elastischen Eigenschaften seines tragenden Federelementes so anpassen, daß sie immer mit demselben, zur Mittelstellung des Lagers symmetrischen Freiweg wirksam werden. Damit wird die in vielen Fällen vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, auf schwingungsdämpfende Lager zu verzichten und stattdessen in einfacher aufgebauten, ungedämpften und daher insbesondere zur Abkopplung von sogenannten akustischen Schwingungen hervorragend geeigneten amplitudenbegrenzenden Lager nach der vorliegenden Erfindung zu verwenden.This means that the bearing of the invention thanks to its hydraulically controlled and actuated stop unit has integrated end stops, which fully automatic both different bearing loads as well as changes in elastic properties adjust its load-bearing spring element so that it always with the same, symmetrical to the central position of the bearing Clearance take effect. With that, in many cases created advantageous opportunity on to do without vibration damping bearings and instead in a more simple, undamped and therefore especially for decoupling so-called acoustic Vibrations excellently suitable amplitude-limiting To use bearings according to the present invention.

Claims

1. Undamped elastic bearing for supporting a vibrating body, in particular a motor vehicle engine, which has a first and a second connection part, these connection parts being supported against one another by at least one rubber-elastic spring element, and containing the elastic stops for limiting the vibration amplitudes, characterized in that it has a chamber divided by a partition ( 5 ) into a first and a second partial space ( 4.1 , 4.2 ) and filled with a hydraulic fluid, the wall of the first partial space ( 4.1 ) being at least partially formed by the rubber-elastic spring element ( 3 ) and the Wall ( 6 ) of the second sub-chamber ( 4.2 ) is at least partially elastically deformable, and that the partition ( 5 ) consists of a closure part ( 5.3 ) which can be deflected in the direction of the bearing axis ( A ) and a frame part ( 5.5 ) surrounding the closure part, the two the deflections of the closure part on one Freiweg limiting stop elements (5.1, 5.2), whereby between the closing part (5.3) and the stop elements (5.1, 5.2) a partial spaces (4.1, 4.2) connecting together overflow path (5.4) is provided, which in each case at installation of the closure part (5.3 ) on one of the stop elements ( 5.1 , 5.2 ) is closed.

2. Elastic bearing according to claim 1, characterized in that the frame part ( 5.5 ) of the partition ( 5 ) is annular and with its outside on the one hand with the wall of the first partial space ( 4.1 ) and on the other hand with the wall of the second partial space ( 4.2 ) all around is sealingly connected, while on its inside facing the bearing longitudinal axis ( A ) it has two mutually parallel, axially spaced, radially inwardly projecting, ring-like circumferential projections, the mutually facing ring surfaces of which delimit a circumferential ring groove which is open radially to the bearing axis ( A ) and form the stop elements ( 5.1 , 5.2 ), between which the circumferential edge of the disk-shaped closure part ( 5.3 ) is mounted with axial play and thus the entire closure part is axially displaceable, the annular gap between this edge and the stop elements ( 5.1 , 5.2 ) the overflow path ( 5.4 ) connecting the subspaces ( 4.1 , 4.2 ) forms the each can be closed by axially displacing the disk-shaped closure part ( 5.3 ) until its edge is placed against one of the stop elements ( 5.1 , 5.2 ).

3. Elastic bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the closure part ( 5.3 ) in the direction of the bearing axis ( A ) is elastically deformable.

4. Elastic bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frame part ( 5.5 ) containing the stop elements ( 5.1 , 5.2 ) is at least partially elastically deformable parallel to the bearing axis ( A ).

5. Elastic bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wall of the first partial space ( 4.1 ) is formed on the one hand by the partition ( 5 ) and otherwise by the rubber-elastic spring element ( 3 ).

6. Elastic bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastically deformable wall part of the second partial space ( 4.2 ) is formed by a soft elastic membrane ( 6 ).

7. Elastic bearing according to claim 6, characterized in that the wall of the second partial space ( 4.2 ) is formed on the one hand by the partition ( 5 ) and in the other by the soft elastic membrane ( 6 ).